DE19907869A1

DE19907869A1 - Plungerkolbenpumpe

Info

Publication number: DE19907869A1
Application number: DE19907869A
Authority: DE
Inventors: Hideya Kikuchi; Etsuro Hozumi; Akinao Minegishi; Hitoshi Okuyama; Akinori Yamazaki
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1998-03-02
Filing date: 1999-02-23
Publication date: 1999-09-09
Anticipated expiration: 2019-02-24
Also published as: DE19907869C2; JPH11247742A; US6135093A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Plungerkolbenpumpe zum Einspritzen von Kraftstoff durch Hin- und Herbewegen eines Plungerkolbens, und insbesondere eine Plungerkolbenpumpe vom Einzylindertyp zum Zuführen von Kraftstoff zu einer Sammelleitung eines Motors.

Allgemein ist bei einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors eine Anordnung mit einem Dämpfer zur Verringerung eines Druckimpulses von Kraftstoff bekannt.

Bei dieser Art von Kraftstoffeinspritzvorrichtung wird Niederdruckkraftstoff, der von einer Niederdruckpumpe zugeführt wird, mit Druck beaufschlagt, um Hochdruck kraftstoff einer Sammelleitung unter Druck zuzuführen. Aus diesem Grund ist eine Anordnung mit einem Dämpfer zur Verringerung eines Druckimpulses in der Vorrich tung bekannt, um den Druckimpuls von Kraftstoff, der unter Druck zugeführt werden soll, zu vermindern.

Zum Beispiel offenbart die JP-A-7-83137 eine Anordnung, in welcher ein Druck flüssigkeitsspeicher (Dämpfer) an einer Abgabeseite (Kraftstoffauslaßseite) einer Hochdruckpumpe vorgesehen ist. In diesem Druckflüssigkeitsspeicher wird ein Kraft stoffdruck, den eine Membran aufnimmt, durch eine Feder verringert, die an einer Ge gendruckseite der Membran angeordnet ist.

Ebenso offenbart die JP-A-9-177634 eine Anordnung, in welcher ein Druckflüs sigkeitsspeicher (Dämpfer) vom Federtyp an einer Ansaugseite (Kraftstoffeinlaßseite) einer Hochdruckpumpe angeordnet ist.

Bei einer Plungerkolbenpumpe vom Einzylindertyp, die Kraftstoff durch eine Hin- und Herbewegung des Plungerkolbens mit Druck beaufschlagt, treten jedoch Druck impulse sowohl an der Kraftstoffansaugseite als auch an der Kraftstoffabgabeseite auf. Wenn daher der Dämpfer entweder an der Kraftstoffansaugseite oder an der Kraftstoffabgabeseite vorgesehen ist, besteht das Problem, daß ein Rauschen und eine Vibration, die durch einen Druckimpuls verursacht werden, nicht ausreichend verringert werden können.

Zur Lösung eines derartigen Problems kann in Betracht gezogen werden, daß der Dämpfer zur Verringerung des Druckimpulses sowohl an der Kraftstoffansaugseite als auch an der Abgabeseite bereitgestellt wird.

In diesem Fall wird erwogen, den federartigen Dämpfer, der zum Beispiel in der oben genannten Schrift offenbart ist, sowohl an der Kraftstoffansaugseite als auch an der Abgabeseite bereitzustellen. Bei der Anordnung jedoch, welche die Feder an der Ge gendruckseite des Dämpfers verwendet, wird Gummi als Membran verwendet, und eine derartige Gummimembran ist anfällig für eine Beschädigung durch den Kraft stoff. Aus diesem Grund besteht das Problem einer geringen Zuverlässigkeit.

Ferner erfordert die Verwendung der Feder zur Ausübung eines Gegendruckes einen Raum zur Aufnahme der Feder. Dies verursacht das Problem, daß die Vorrichtung sehr groß wird.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Plungerkolben pumpe, bei welcher das Rauschen und Vibrieren verringert werden können, eine hohe Zuverlässigkeit erreicht und die Baugröße verkleinert werden kann.

Die obige Aufgabe wird durch eine Plungerkolbenpumpe gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Insbesondere wird also eine Plungerkolbenpumpe zum Ansaugen von Kraftstoff von einer Kraftstoffeinlaßseite und zur Abgabe von Kraftstoff von einer Kraftstoffauslaß seite durch Hin- und Herbewegen eines Plungerkolbens bereitgestellt, die aufweist:
einen Hauptkörper zur Aufnahme des Plungerkolbens;
einen ersten membranartigen Dämpfer, der an der Kraftstoffeinlaßseite des Hauptkör pers vorgesehen ist, zur Verringerung eines Druckimpulses von Kraftstoff, wobei der erste membranartige Dämpfer einen ersten Druckkammerabschnitt mit einer ersten Druckkammer zur Aufnahme von Kraftstoffdruck, einen ersten Gegendruckkammer abschnitt mit einer ersten Gegendruckkammer, die mit Gas gefüllt ist, und eine erste metallische Membran zur Trennung der ersten Druckkammer von der ersten Gegen druckkammer aufweist, und wobei der erste membranartige Dämpfer Druckimpulse des Kraftstoffs durch Verformung der ersten metallischen Membran verringert; und
einen zweiten membranartigen Dämpfer, der an der Kraftstoffauslaßseite des Haupt körpers vorgesehen ist, zur Verringerung eines Druckimpulses von Kraftstoff, wobei der zweite membranartige Dämpfer einen zweiten Druckkammerabschnitt mit einer zweiten Druckkammer zur Aufnahme von Kraftstoffdruck, einen zweiten Gegen druckkammerabschnitt mit einer zweiten Gegendruckkammer, die mit Gas gefüllt wird, und eine zweite metallische Membran zur Trennung der zweiten Druckkammer von der zweiten Gegendruckkammer enthält, und wobei der zweite membranartige Dämpfer Druckimpulse des Kraftstoffs durch Verformung der zweiten metallischen Membran verringert.

Insbesondere umfaßt die Plungerkolbenpumpe also einen ersten und zweiten mem branartigen Dämpfer, die an der Kraftstoffeinlaßseite (Ansaugseite) beziehungsweise der Kraftstoffauslaßseite (Abgabeseite) angeordnet sind. Da ein Druckimpuls an der Kraftstoffeinlaßseite beziehungsweise an der Kraftstoffauslaßseite verringert wird, werden ein Rauschen und eine Vibration in der Plungerkolbenpumpe verringert. Während der Antriebszeit wird in dem ersten und zweiten membranartigen Dämpfer, die an der Kraftstoffeinlaßseite beziehungsweise an der Kraftstoffauslaßseite vorge sehen sind, eine Druckschwankung, die jede Druckkammer aufnimmt, durch Gas druck von jeder Gegendruckkammer entspannt. Da Gas in jede Gegendruckkammer gefüllt ist und diese keine Feder enthalten muß, kann die Größe jeder Gegendruck kammer verringert und die gesamte Plungerkolbenpumpe miniaturisiert werden. Da die metallischen Dämpfer als Membranen zur Trennung jeder Druckkammer von jeder Gegendruckkammer verwendet werden, ist auch eine Beschädigung, die durch Kraft stoff und Gegendruckgas verursacht wird, gering, die Zuverlässigkeit der Plunger kolbenpumpe hoch und ihre Lebensdauer lang.

Vorzugsweise ist ein Anschlagelement zur Begrenzung der Verformung der zweiten metallischen Membran zu der zweiten Gegendruckkammerseite in dem zweiten Ge gendruckkammerabschnitt des zweiten membranartigen Dämpfers vorgesehen. Die Bereitstellung des Anschlagelementes kann eine übermäßige Verformung und Ver schiebung der zweiten metallischen Membran verhindern. Dies kann eine Beschädi gung der zweiten metallischen Membran verhindern und die Haltbarkeit der zweiten metallischen Membran verbessern.

Der erste Druckkammerabschnitt des ersten membranartigen Dämpfers ist vorzugs weise im Hauptkörper ausgebildet, und der erste Gegendruckkammerabschnitt und die erste metallische Membran, die getrennt vom Hauptkörper vorgesehen sind, bil den eine Einheit. Ferner wird die erste Gegendruckkammer der Einheit vorzugsweise im voraus, bevor sie an dem Hauptkörper befestigt wird, mit Gas gefüllt. Die Einheit mit der gasgefüllten ersten Gegendruckkammer wird nur an dem Hauptkörper befe stigt, und der Einbau des ersten membranartigen Dämpfers wird einfach. Da der erste membranartige Dämpfer an der Niederdruckseite liegt, kommt es kaum zu einer we sentlichen Verformung der ersten metallischen Membran, selbst wenn Gas im voraus eingefüllt wird.

In dem Hauptkörper ist vorzugsweise ein konkaver Abschnitt ausgebildet, und zu mindest einer von dem ersten und zweiten membranartigen Dämpfer befindet sich vorzugsweise in dem konkaven Abschnitt. Da zumindest einer von dem ersten und zweiten membranartigen Dämpfer in dem konkaven Abschnitt enthalten ist, kann verhindert werden, daß zumindest einer von dem ersten und zweiten membranartigen Dämpfer vom Hauptkörper absteht, und die Plungerkolbenpumpe kann somit kom pakt ausgebildet werden.

Die Plungerkolbenpumpe ist insbesondere an eine Sammelleitung zum direkten Ein spritzen von Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors angeschlos sen, und die Plungerkolbenpumpe liefert vorzugsweise Kraftstoff, der von der Kraft stoffauslaßseite abgegeben wird, an die Sammelleitung. Da in der Vorrichtung mit di rekter Kraftstoffeinspritzung eine Verringerung eines Druckimpulses erforderlich ist, ist es nützlich, einen derartigen Plungerkolben an einer Vorrichtung mit direkter Kraftstoffeinspritzung zu befestigen.

Die erste und zweite metallische Membran bestehen vorzugsweise aus rostfreiem Stahl. Die Verwendung von rostfreiem Stahl bewirkt eine weitere Verringerung einer Beschädigung, die durch Kraftstoff und Gegendruckgas verursacht wird, und eine weitere Steigerung der Zuverlässigkeit der Plungerkolbenpumpe. Ebenso nimmt die Lebensdauer des membranartigen Dämpfers weiter zu.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnung bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Hochdruckpumpe gemäß einem Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Graphik, die den Druckimpuls an einer Kraftstoffabgabeseite der Hochdruckpumpe gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik zeigt;

Fig. 3 eine Graphik, die den Druckimpuls an einer Kraftstoffeinlaßseite der Hochdruckpumpe gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik zeigt;

Fig. 4 ein Kreislauf- bzw. Schaltdiagramm einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung; und

Fig. 5 eine Schnittansicht, die einen Befestigungszustand eines Niederdruck dämpfers gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel zeigt.

Es werden nun Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung genauer mit Be zugnahme auf die Fig. 1 bis 5 der beiliegenden Zeichnung beschrieben.

Fig. 4 zeigt ein Schaltdiagramm einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1, die eine Hochdruckpumpe (Plungerkolbenpumpe) 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist, welche an der Vorrichtung 1 befestigt sein kann. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1, die Benzin direkt in einen Brennraum (Zylinder) eines Benzinmotors spritzt, wird als eine sogenannte Benzineinspritzvorrichtung mit direkter Einspritzung verwendet. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 umfaßt einen Kraftstofftank 3, eine Niederdruckpumpe 5, die in dem Kraftstofftank 3 angeordnet bzw. diesem zugeordnet ist, die Hochdruckpumpe 2, welcher Kraftstoff von der Nie derdruckpumpe 5 zugeführt wird, und eine Sammelleitung 11, die als Druckflüs sigkeitsspeicher zum Sammeln von Kraftstoff dient, der unter Druck von der Hoch druckpumpe 2 zugeführt wird.

Die Hochdruckpumpe 2 setzt Kraftstoff, der von der Niederdruckpumpe 5 zugeführt wird, unter Hochdruck. Die Hochdruckpumpe 2 wird von dem Motor angetrieben, um Kraftstoff unter Hochdruck zu setzen, der unter Druck der Sammelleitung 11 zu geführt wird. Die Hochdruckpumpe 2 ist mit einem Filter 10 an der Kraftstoffversor gungsseite der Niederdruckpumpe 5 versehen. Ein Rückschlagventil 16 ist zwischen einer plungerkolbenartigen Pumpe 9 und der Sammelleitung 11 vorgesehen, um einen Rückstrom von Kraftstoff zu der Hochdruckpumpe 9 aus der Sammelleitung 11 zu verhindern. Eine Mehrzahl von Injektoren 15 ist an die Sammelleitung 11 angeschlos sen, und der Kraftstoff, der unter Hochdruck in der Sammelleitung gesammelt ist, wird direkt in den Zylinder (Brennraum des Verbrennungsmotors) des Motors von jedem der Injektoren 15 eingespritzt.

Ein Niederdruckdämpfer (erster membranartiger Dämpfer) 17 ist an der Kraftstoffein laßseite (Ansaugseite) der Pumpe 9 vorgesehen. Ein Hochdruckdämpfer (zweiter membranartiger Dämpfer) 19 ist an der Kraftstoffauslaßseite (Abgabeseite) der Pumpe 9 vorgesehen. Sie sind zur Verringerung der Kraftstoffdruckimpulse an der Kraftstoff einlaßseite beziehungsweise an der Kraftstoffauslaßseite angeordnet. Der Nieder druckdämpfer 17 und der Hochdruckdämpfer 19 werden später näher beschrieben.

Eine Leitung bzw. ein Kanal 20 ist zwischen dem Rückschlagventil 16 und der Sam melleitung 11 und zwischen dem Niederdruckdämpfer 17 und dem Filter 10 über ein Rückschlagventil 18 angeschlossen. Dadurch kann Kraftstoff zum Zeitpunkt des Startens des Motors von der Niederdruckpumpe 5 direkt der Sammelleitung 11 zuge führt werden, solange der Druck der Sammelleitung 11 nicht vollständig erhöht ist.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht der Hochdruckpumpe 2, Fig. 2 ist eine Graphik, die eine Druckschwankung an der Abgabeseite im Vergleich zum Stand der Technik zeigt, und Fig. 3 ist eine Graphik, die eine Druckschwankung an der Ansaugseite im Ver gleich zum Stand der Technik zeigt.

Die Hochdruckpumpe 2 ist die einfache Plungerkolbenpumpe bzw. weist nur einen einzigen Plungerkolben 21 auf und umfaßt ein Pumpengehäuse 23, das als Hauptkör per dient und dem Plungerkolben 21 enthält, und einen unteren Hauptkörper 27, der eine Nocke 25 für den Antrieb des Plungerkolbens 21 enthält. Die Nocke 25 wird von dem Motor (nicht dargestellt) angetrieben und insbesondere ist die Nocke 25 so gestaltet, daß sie durch den Antrieb des Motors gedreht wird und am Umfang mit ei nem Anlageelement bzw. Schuh 29 in Kontakt gelangt, das bzw. der an einem unte ren Ende des Plungerkolbens 21 vorgesehen ist, wodurch der Plungerkolben 21 hin- und herbewegt wird.

Das Pumpengehäuse 23 ist mit einer Ansaugöffnung (nicht dargestellt) versehen, wo Niederdruckkraftstoff von der Niederdruckpumpe 5 zugeführt wird, und einer Abga beöffnung 31 zur Abgabe von Kraftstoff, der vom Plungerkolben 21 mit Druck be aufschlagt wurde.

Die Ansaugöffnung (nicht dargestellt) steht mit einer Druckkammer (ersten Druck kammer) 33 des Niederdruckdämpfers 17 in Verbindung, der in dem Pumpengehäuse 23 vorgesehen ist, und die Druckkammer 33 des Niederdruckdämpfers 17 steht des weiteren mit einer Pumpenkammer 35 in Verbindung. Andererseits steht die Abgabe öffnung 31 mit einer Druckkammer (zweiten Druckkammer) 39 des Hochdruckdämp fers 19 durch einen Kraftstoffabgabekanal 37a in Verbindung und die Druckkammer 39 steht mit der Pumpenkammer 35 durch einen Kraftstoffabgabekanal 37b in Ver bindung.

Ein Befestigungselement 41 ist in eine Öffnung mit großem Durchmesser 40 ge schraubt, die an dem Pumpengehäuse 23 ausgebildet ist, und eine Hülse bzw. ein Mantel 43 zum Führen der Gleitbewegung des Plungerkolbens 21 ist innen in das Befestigungselement 41 eingebaut. Ein Balg bzw. Ausdehnungsstück 45 ist an der Innenseite des Befestigungselementes 41 angeordnet, so daß seine Achse im wesent lichen mit einer Achse des Plungerkolbens 21 übereinstimmt. Ein oberes Ende des Ausgleichsstückes 45 ist an einem Element 42 befestigt, das an einer Innenseite des Befestigungselementes 41 vorgesehen ist, das in dem Pumpengehäuse 23 integriert ist. Andererseits ist ein unteres Ende des Ausgleichsstückes 45 an einem Auflageele ment 47 befestigt, das an dem unteren Ende des Plungerkolbens 21 angebracht ist.

Das Ausgleichsstück 45 besteht aus Metall und wird synchron mit der Hin- und Her bewegung des Plungerkolbens ausgedehnt und zusammengezogen, so daß die Kraft stoff-Flüssigkeitsdichtigkeit um den Plungerkolben 21 verbessert wird.

Der obengenannte Mantel 43 zur Führung der Gleitbewegung des Plungerkolbens 21 ist in der Innenseite des Ausdehnungsstückes 45 befestigt, und der Plungerkolben 21 wird entlang dem Mantel 43 auf- und abwärtsbewegt.

Der Plungerkolben 21 weist einen hohlen Abschnitt auf, dessen oberes Ende offen ist, und ein unterer Endabschnitt einer Feder 49 wird mit seinem hohlen Abschnitt in Kontakt gebracht. Die Feder 49 spannt den Plungerkolben 21 immer nach unten, und ein oberes Ende der Feder 49 ist von einer unteren Oberfläche eines Befestigungs elementes 51 gehalten. Somit ist die Pumpenkammer 35 zur Druckbeaufschlagung von Kraftstoff zwischen der unteren Oberfläche des Befestigungselementes 51 und dem Plungerkolben 21 ausgebildet.

Der Niederdruckdämpfer 17 umfaßt einen Druckkammerabschnitt (ersten Druckkam merabschnitt) 57 mit der Druckkammer (ersten Druckkammer) 33 zur Aufnahme von Kraftstoffdruck, einen Halbkörper (ersten Gegendruckkammerabschnitt) 55 mit einer Gegendruckkammer (ersten Gegendruckkammer) 59, die mit Niederdruckgas gefüllt ist, und eine erste metallische Membran 61 zur Trennung der Druckkammer 33 von der Gegendruckkammer 59. Somit wird ein Kraftstoffdruckimpuls, den die Druck kammer 33 empfangen hat, durch Verformung der ersten metallischen Membran 61 verringert. Insbesondere sind der Halbkörper 55 mit einem konkaven Abschnitt 53, der Druckkammerabschnitt 57, der in dem Pumpengehäuse 23 ausgebildet ist, und die erste metallische Membran 61 an dem Niederdruckdämpfer 17 angebracht. Der Halb körper 55 und die erste metallische Membran 61 bilden eine Einheit 54, und die Ein heit 54 ist getrennt vom Pumpengehäuse 23 vorgesehen.

Niederdruckgas mit zum Beispiel etwa 294,3 kPa (3 kgf/cm²) wird in die Gegen druckkammer 59 gefüllt. Im Gegensatz zum Stand der Technik kann der Nieder druckdämpfer 17 vereinfacht und verkleinert werden, da er keine Feder enthält. Ebenso ist in diesem Ausführungsbeispiel die gasgefüllte Einheit 54 nur an dem Druckkammerabschnitt 57 des Pumpengehäuses 23 befestigt, wobei die Montage an dem Pumpengehäuse 23 einfach ausgeführt werden kann.

Obwohl es keine Begrenzung hinsichtlich der Dicke und des Materials im besonde ren gibt, wird bei der ersten metallischen Membran 61 zum Beispiel Stahl (SUS 304) mit einer Dicke von etwa 0,1 mm verwendet.

Der Aufbau des Hochdruckdämpfers 19 ist im wesentlichen gleich jenem des oben genannten Niederdruckdämpfers 17. Mit anderen Worten, der Hochdruckdämpfer 19 umfaßt einen Druckkammerabschnitt (zweiten Druckkammerabschnitt) 73 mit der Druckkammer (zweiten Druckkammer) 39 zur Aufnahme von Kraftstoffdruck, einen Halbkörper (zweiten Gegendruckkammerabschnitt) 69 mit einer Gegendruckkammer (zweiten Gegendruckkammer) 65, die mit Hochdruckgas gefüllt wird, und eine zweite metallische Membran 67 zur Trennung der Druckkammer 39 von der Gegendruck kammer 65. Somit wird ein Kraftstoffdruckimpuls, den die Druckkammer 39 empfan gen hat, durch Verformung der zweiten metallischen Membran 67 verringert. Insbe sondere sind der Halbkörper 69 mit einem konkaven Abschnitt 71, der Druckkamme rabschnitt 73, der in dem Pumpengehäuse 23 ausgebildet ist, und die zweite metalli sche Membran 67 an dem Hochdruckdämpfer 19 angebracht.

Der Halbkörper 69 ist mit einem Begrenzungselement (Anschlagelement) 75 zur Be grenzung der Verformung der zweiten metallischen Membran 67 versehen, um eine übermäßige Verformung und Verschiebung der zweiten metallischen Membran 67 zu verhindern. Hochdruckgas mit zum Beispiel etwa 3,92 MPa (40 kgf/cm²) wird in die Gegendruckkammer 65 gefüllt.

Obwohl es keine Begrenzung hinsichtlich der Dicke und des Materials im besonde ren gibt, wird bei der zweiten metallischen Membran 67 zum Beispiel Stahl (SUS 304) mit einer Dicke von etwa 0,2 mm verwendet.

Es sollte festgehalten werden, daß eine Füllöffnung 77 zum Einfüllen von Hoch druckgas in die Gegendruckkammer 65 in dem Halbkörper 69 ausgebildet ist, und daß ein Verschlußstopfen 79 in die Füllöffnung 77 eingesetzt ist. Weiter ist der Halb körper 69 an dem Pumpengehäuse 23 fest mit Bolzen 81 befestigt.

Der zuvor erklärte Niederdruckdämpfer 17 und Hochdruckdämpfer 19 sind so gestal tet, daß das Pumpengehäuse 23 beide Druckkammerabschnitte 57 und 73 bildet, ohne die Druckkammerabschnitte 57 und 73 getrennt herzustellen. Dadurch kann eine weitere Verringerung von Komponenten und Verkleinerung der Pumpe erreicht werden.

In der Folge werden die Funktionsweisen dieses Ausführungsbeispiels erklärt. Wenn sich die Nocke 25 dreht, bewegt sich der Plungerkolben 21 durch den Schuh 29 hin und her. Dadurch wird Kraftstoff der Pumpenkammer 35 mit Druck beaufschlagt. Dann wird Hochdruckkraftstoff aus der Abgabeöffnung 31 durch den Abgabekanal 37b, den Hochdruckdämpfer 19 und den Abgabekanal 37a abgegeben. In dem Hochdruckdämpfer 19 wird ein Kraftstoffdruckimpuls, den die Druckkammer 39 emp fangen hat, durch Verformung der zweiten metallischen Membran 67 verringert, un terstützt durch das Hochdruckgas der Gegendruckkammer 65. Dadurch werden das Rauschen und die Vibration vermindert, die durch Druckimpulse an der Hochdruck seite verursacht werden.

Andererseits wird an der Ansaugseite Niederdruckkraftstoff, der von der Nieder druckpumpe 5 zugeführt wird, in die Pumpenkammer 35 von der Ansaugöffnung durch den Niederdruckdämpfer 17 eingeleitet. Wenn die Druckkammer 33 Druck des Niederdruckkraftstoffes empfängt, wird im Niederdruckdämpfer 17 ein Druckimpuls durch Verformung und Verschiebung der ersten metallischen Membran 61 verringert. Mit anderen Worten, da der Druckimpuls an der Niederdruckseite durch den Nieder druckdämpfer 17 verringert werden kann, können ein Rauschen und eine Vibration selbst an der Niederdruckseite eingeschränkt werden.

Somit umfaßt die Hochdruckpumpe 2 gemäß diesem Ausführungsbeispiel den Nie derdruckdämpfer 17 und den Hochdruckdämpfer 19 an der Kraftstoffeinlaßseite be ziehungsweise an der Kraftstoffauslaßseite. Daher wird ein Druckimpuls sowohl an der Kraftstoffeinlaßseite als auch an der Kraftstoffauslaßseite verringert, und es wer den ein Rauschen und eine Vibration in der Hochdruckpumpe 2 vermindert. Ebenso sind die Gegendruckkammern 59, 65 des Niederdruckdämpfers 17 beziehungsweise des Hochdruckdämpfers 19 mit Gas gefüllt, und es ist nicht notwendig, daß diese eine Feder enthalten. Dadurch können die Gegendruckkammern 59 und 65 verkleinert werden, und die Größe der gesamten Hochdruckpumpe 2 kann verringert werden.

Da die erste und zweite metallische Membran 61, 67 als Membranen verwendet wer den, ist deren Beschädigung durch flüssigen Kraftstoff und Gegendruckgas gering, die Zuverlässigkeit der Vorrichtung hoch und deren Lebensdauer erhöht. Insbeson dere vermindert die Verwendung von Stahl für die Membranen in diesem Ausfüh rungsbeispiel die Beschädigung durch Kraftstoff und Gegendruckgas noch weiter und erhöht die Zuverlässigkeit der Vorrichtung in einem starken Maß. Ferner ist die Lebensdauer der Niederdruck- und Hochdruckdämpfer 17 und 19 erhöht und jene der Vorrichtung ebenso verlängert.

In der Folge werden die Wirkungen dieses Ausführungsbeispiels genauer mit Bezug nahme auf die Fig. 2 und 3 beschrieben. Fig. 2 zeigt einen Druckimpuls an der Abgabeseite (Hochdruckseite) von Kraftstoff, wobei eine vertikale Achse den Druck P angibt und eine horizontale Achse die Zeit T angibt. Fig. 2(a) ist ein Fall, in dem der Hochdruckdämpfer 19 gemäß diesem Ausführungsbeispiel befestigt ist, und Fig. 2(b) zeigt eine Änderung im Druck der herkömmlichen Hochdruckpumpe, an welcher kein Hochdruckdämpfer 19 befestigt ist.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, trat in dem herkömmlichen Fall in den Pumpenansaug- und -abgabevorgängen durch die Hin- und Herbewegung des Plungerkolbens 21 ein Druckimpuls Δa auf, der in Fig. 2(b) dargestellt ist, und der herkömmliche Druckim puls Δa betrug etwa 2,94 MPa (30 kgf/cm²). In dem Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung, das in Fig. 2(a) dargestellt ist, betrug der Druckimpuls Δa etwa 490 kPa (5 kgf/cm²). Das heißt, gemäß diesem Ausführungsbeispiel war der Druckim puls an der Abgabeseite (Hochdruckseite) der Pumpe 2 deutlich verringert. Da ferner gemäß diesem Ausführungsbeispiel Energie, die in der Hochdruckpumpe 19 während der Abgabezeit gespeichert wird, während der Ansaugperiode freigesetzt wird, ver ringert sich die Druckschwankung insgesamt. Dadurch wird es möglich, die Druck schwankung von Kraftstoff, der an die Sammelleitung 11 geleitet wird, zu verringern.

Fig. 3 zeigt eine Druckschwankung an der Ansaugseite (Niederdruckseite) von Kraftstoff, wobei wie in Fig. 2 eine vertikale Achse den Druck P angibt und eine hori zontale Achse die Zeit T angibt. Fig. 3(a) ist ein Fall, in dem der Niederdruckdämpfer 17 gemäß diesem Ausführungsbeispiel befestigt ist, und Fig. 3(b) zeigt eine Druckän derung bei der herkömmlichen Hochdruckpumpe, die keinen Niederdruckdämpfer 17 aufweist.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, trat im herkömmlichen Fall, der in Fig. 3(b) dargestellt ist, ein Druckimpuls Δb auf, und der herkömmliche Druckimpuls Δb betrug etwa 294,3 kPa (3 kgf/cm²). In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das in Fig. 3(a) dargestellt ist, betrug der Druckimpuls ΔB etwa 19,6 kPa (0,2 kgf/cm²). Das heißt, gemäß diesem Ausführungsbeispiel war der Druckimpuls an der Ansaugseite (Niederdruckseite) der Pumpe 2 deutlich verringert.

Somit wird gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Druck impuls an der Ansaugseite und der Entladeseite verringert, so daß eine Vibration und ein Rauschen an allen Kraftstoffeinlaß- und -auslaßseiten verringert werden kann. Ebenso werden ein Druckabfall aufgrund des Ansaugens und ein abrupter Druckan stieg aufgrund eines abrupten Einlaßventilverschlusses entspannt bzw. abgemildert, so daß der Kraftstoffdruck, welcher der Pumpenkammer 35 zugeführt wird, ausgegli chen werden kann, und die Hochdruckpumpe 2 gleichmäßig angetrieben werden kann.

In der Folge wird das andere Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf Fig. 5 erklärt. In der folgenden Erklärung sind dieselben Bezugszei chen den Teilen zugeordnet, die gleich wie im zuvor erklärten Ausführungsbeispiel sind, und eine ausführliche Erklärung wird unterlassen.

Fig. 5 zeigt den Niederdruckdämpfer 17 gemäß dem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Niederdruckdämpfer 17 so aufgebaut, daß er in einen passenden konkaven Teil 82 eingesetzt werden kann, der in dem Pumpengehäuse 23 ausgebildet ist. Da der Niederdruckdämpfer 17 nicht vom Pumpengehäuse 23 absteht, kann die gesamte Hochdruckpumpe 2 kom pakt gebildet werden. Ferner wird Niederdruckgas in die Gegendruckkammer 59 durch eine Füllöffnung 83 gefüllt, die in dem Halbkörper 55 ausgebildet ist, und ein Verschlußstopfen 85 ist in die Füllöffnung 83 eingesetzt, so daß die Gegendruck kammer 59 verschlossen ist. Mit diesem Ausführungsbeispiel können dieselben Funktionen wie jene des zuvor genannten Ausführungsbeispiels ausgeführt werden.

Claims

1. Plungerkolbenpumpe zum Ansaugen von Kraftstoff von einer Kraftstoffeinlaß seite und zur Abgabe von Kraftstoff an eine Kraftstoffauslaßseite durch Hin- und Herbewegung eines Plungerkolbens (21), wobei die Plungerkolbenpumpe (2) aufweist:
einen Hauptkörper (23) zur Aufnahme des Plungerkolbens (21);
einen ersten membranartigen Dämpfer (17), der an der Kraftstoffeinlaßseite des Hauptkörpers (23) angeordnet ist, zur Verringerung eines Druckimpulses von Kraftstoff, wobei der erste membranartige Dämpfer (17) einen ersten Druckkam merabschnitt (57) mit einer ersten Druckkammer (33) zur Aufnahme von Kraft stoffdruck, einen ersten Gegendruckkammerabschnitt (55) mit einer ersten Ge gendruckkammer (59), die mit Gas gefüllt bzw. befüllbar ist, und eine erste me tallische Membran (61) zur Trennung der ersten Druckkammer (33) von der er sten Gegendruckkammer (59) aufweist, und wobei der erste membranartige Dämpfer (17) den Druckimpuls von Kraftstoff durch Verformung der ersten me tallischen Membran (61) verringert; und
einen zweiten membranartigen Dämpfer (19), der an der Kraftstoffauslaßseite des Hauptkörpers (23) angeordnet ist, zur Verringerung eines Druckimpulses von Kraftstoff, wobei der zweite membranartige Dämpfer (19) einen zweiten Druck kammerabschnitt (73) mit einer zweiten Druckkammer (39) zur Aufnahme von Kraftstoffdruck, einen zweiten Gegendruckkammerabschnitt (69) mit einer zweiten Gegendruckkammer (65), die mit Gas gefüllt bzw. befüllbar ist, und eine zweite metallische Membran (67) zur Trennung der zweiten Druckkammer (39) von der zweiten Gegendruckkammer (65) aufweist, und wobei der zweite mem branartige Dämpfer (19) den Druckimpuls von Kraftstoff durch Verformung der zweiten metallischen Membran (67) verringert.

2. Plungerkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Gegendruckkammerabschnitt (69) des zweiten membranartigen Dämp fers (19) ein Anschlagelement (75) zur Begrenzung der Verformung der zweiten metallischen Membran (67) an der Seite der zweiten Gegendruckkammer (65) umfaßt.

3. Plungerkolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Druckkammerabschnitt (57) des ersten membranartigen Dämpfers (17) in dem Hauptkörper (23) ausgebildet ist, der erste Gegendruckkammerabschnitt (55) und die erste metallische Membran (61), die getrennt von dem Hauptkörper (23) vorgesehen sind, eine Einheit (54) bilden, und die erste Gegendruckkammer (55) der Einheit (54) vor der Befestigung an dem bzw. vor dem Einbau in den Hauptkörper (23) mit Gas gefüllt ist.

4. Plungerkolbenpumpe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Hauptkörper (23) einen konkaven Abschnitt (53, 71) aufweist und mindestens einer der ersten und zweiten membranartigen Dämpfer (17, 19) in dem konkaven Abschnitt (53, 71) enthalten ist.

5. Plungerkolbenpumpe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Plungerkolbenpumpe an eine Sammelleitung (11) zum di rekten Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmo tors angeschlossen ist und der Sammelleitung (11) Kraftstoff zuführt, der von der Kraftstoffauslaßseite abgegeben wird.

6. Plungerkolbenpumpe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die erste und zweite metallische Membran (61, 67) aus rost freiem Stahl bestehen.